برش هواگاز یا هوا برش، همان گونه که از نامشان مشخص است یعنی ادغام اکسیژن (هوا) و گاز برای برش انواع فلز و یا جوش دادن دو قطعه ی فلزی به یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرد. البته امروزه با پیشرفت تکنولوژی و ورود دستگاه های جدید و تازه نفس استفاده از دستگاه ها و روش های قدیمی رو به افول است که برش هواگاز نیز از این مسئله مستثنی نیست اما به دلیل پایین بودن هزینه و مقرون به صرفه بودن، برش هواگاز هنوز مورد استفاده ی مکرر قرار می گیرد. در این روش هوا یا گاز هیچکدام به تنهایی قادر به برش فلزات نخواهند بود.

اما زمانی که هر دو با هم ترکیب می شوند و به وسیله ی ابزار مربوطه مورد استفاده قرار می گیرند قادر به برش سخت ترین فلزات، حتی فولاد نیز می شوند اما دقت در این نوع برش پایین بوده و پرتی در کار زیاد می باشد. به هنگام استفاده از برش هواگاز مقداری از جسم در حال برش از بین خواهد رفت که البته این موضوع با توجه به نوع برش کاری متفاوت است.

برش هواگاز یک برش قدیمی به حساب می آید اما همین برش توانایی برشکاری فلزات از ۱۰ تا ۲۰۰ میلیمتر را دارا می باشد. اگر شخصی خواهان راه اندازی و شروع کسب و کار جدید باشد نیاز زیادی به سرمایه ی اولیه و خرید تجهیزات گران قیمت ندارد و با کمترین هزینه میتواند هوا برش را تهیه کرده و مورد استفاده قرار دهد.

تجهیزات دستگاه برش هواگاز

رگولاتور

رگولاتور برای کنترل رسیدن فشار, از فشار مخزن به فشار لازم درون شلنگ ها به کار می رود. مقدار جریان خروجی گاز توسط اپراتور دستگاه با شیرهای سوزنی (needle valves) صورت می گیرد.

بیشتر رگولاتورها دو مرحله دارند. در مرحله اول وظیفه رگولاتور خارج کردن گاز با یک فشار مشخص تعیین شده (فشار میانی) به صورت ثابت است. رگولاتور در حالی باید این وظیفه را انجام دهد که فشار درون سیلندر گاز درون آن کم می شود. در مرحله دوم, رگولاتور کاهش فشار میانی تا حد فشار کم خروجی را کنترل می کند. رگولاتور دو گیج فشار دارد, یکی تعیین کننده ی فشار سیلندر و دیگری تعیین کننده ی فشار شیلنگ است.

شلنگ های گاز

این شلنگ ها که معمولا دوتایی هستند برای تشخیص, رنگ های مشخصی دارند و اتصالات آنها به نحوی طراحی شده که از جدا شدن اتفاقی جلوگیری شود. اتصالات اکسیژن معمولا راست گرد و گاز چپ گرد بسته می شود. قسمت چپ گرد شیارهایی هم بر روی بدنه شان دارند که تا مهره ادامه پیدا کرده و برای تشخیص, در نظر گرفته شده است.

در کشورهای مختلف رنگ های به کاررفته برای تشخیص شلنگ ها متفاوت است.

شیر یک طرفه ( Non-return valve )

گاز استیلن نه تنها قابل اشتعال است بلکه قابلیت انفجار هم دارد و شلنگ استیلن بدون اکسیژن هم قابلیت انفجار دارد. اگر موج این انفجار به مخزن استیلن برسد, سبب ترکیدن مخزن خواهد شد. شیرهای معمولی که معمولا از بازگشت جریان جلوگیری می کنند, قادر به متوقف کردن موج انفجار نیستند چرا که قابلیت بسته شدن قبل از عبور موج از دریچه را نداشته و به همین دلیل به یک بازدارنده ( flashback arrestor) نیاز دارند. این وسیله برای عمل کردن قبل از اینکه موج انفجار از شلنگ به قسمت تغذیه برسد, طراحی شده است.

بین رگولاتور و شلنگ و در حالت ایده آل بین شلنگ و مشعل, هم در خط اکسیژن و هم در خط گاز یک بازدرانده موج انفجار یا شیر یک طرفه باید نصب شود تا از بازگشت شعله یا ترکیب اکسیژن و گاز به داخل سیلندر و آسیب زدن به تجهیزات یا انفجار سیلندر جلوگیری کند.
اروپایی ها بازدرانده را روی رگولاتور و شیر یک طرفه را روی مشعل (تورچ) به کار می برند. آمریکایی ها هر دو وسیله را روی رگولاتور استفاده می کنند.

سوپاپ یک طرفه ( Check valve )

این وسیله اجازه عبور جریان گاز را تنها از یک جهت می دهد. اگر سوپاپ یک طرفه به همراه بازدارنده (flashback arrestor ) استفاده نشود, به نحوی طراحی نشده که بتواند مانع موج انفجار گردد. یک check valve معمولا از محفظه ای تشکیل شده که یک گوی در داخل آن قرار گرفته و از یک طرف توسط یک فنر نگه داشته می شود.

جریان گاز در جهت خروج از شلنگ, گوی را فشار داده و مسیر عبور خود را باز می کند. در نتیجه جریان در جهت عکس, گوی را به خروجی گاز فشرده ساخته و مانع از برگشت جریان به داخل می گردد. موج انفجار ممکن است زمانی رخ دهد که گوی از خروجی خیلی دور باشد و موج قبل از بازگشت گوی از دهانه خروجی رد شود. در نتیجه check valve ها به تنهایی قادر به توقف موج انفجار نیستند.

مشعل (torch)

مشعل از قسمت های : شیر و اتصال برای گاز, شیر و اتصالات برای اکسیژن, دسته, محفظه ی اختلاط ( که در آن اکسیژن و گاز با هم مخلوط می شوند ) و سر مشعل که شعله را شکل می دهد, تشکیل شده است.

مشعل برش (cutting torch )

مشعل برش برای برش مواد به کار می رود. ابتدا فلز به وسیله شعله حرارت دیده تا اینکه به رنگ قرمز روشن درآید و وقتی قطعه به این دما رسید, اکسیژن به قطعات حرارت دیده ( با فشاردادن اهرم ) دمیده می گردد. این اکسیژن با فلز واکنش و تشکیل اکسید داده و تولید گرما می کند. و این حرارتی است که سبب تداوم فرآیند برش می گردد. مشعل برش تنها, فلز را حرارت می دهد تا فرآیند برش شروع شود و حرارت بیشتر از این مقدار از فلز در حال اشتعال تامین می گردد.

اگر آهن یا فولاد تا دمای برافروختگی حرارت داده شوند ( یعنی بیشتر از °C871 ) و در مقابل اکسیژن قرار گیرند, بسیار سریع فرآیند اکسید شدن یا سوختن صورت می گیرد. واکنش بین اکسیژن و آهن یا فولاد تولید اکسید آهن (Fe3O4) می کند و گرمای زیاد بوجود می آورد. این حرارت برای ذوب کردن اکسید و قسمتی از کل فلز کافی است. بعد از رسیدن فلز به دمای برافروختگی جریان اکسیژن به طور ثابت بر سطح فلز دمیده می شود.

فلز داغ با اکسیژن واکنش داده و دما و مواد مذاب بیشتری ایجاد می کند. فلز ذوب شده و اکسید به وسیله جریان سریع اکسیژن به خارج هدایت می شوند. واکنش اکسیداسیون ادامه پیدا کرده و حرارت لازم را برای ذوب لایه ای دیگر از فلز فراهم می کند و فرآیند برش از این طریق انجام می گردد.

اصول فرآیند برش هواگاز در شکل نمایش داده شده است. نقطه ذوب اکسید آهن در حدود نصف نقطه ذوب آهن است. زمانی که آهن شروع به اشتعال می کند, بلافاصله به اکسید آهن مایع تبدیل می شود و به تدریج به خارج از ناحیه برش جریان پیدا می کند. اما مقداری از اکسید آهن بر روی قطعه کار باقی می ماند و تبدیل به گل (خاکستر) سخت روی کار می شود که با ضربه ی آرام یا سوهان کاری از قطعه جدا می شود.

از نظر تئوری حرارت ایجاد شده در اثر سوختن آهن برای حرارت دادن باقیمانده قطعه تا رسیدن به برافروختگی کافی است. بنابراین با شروع برش, تنها با دمیدن اکسیژن فرآیند برش باید به صورت پیوسته ادامه یابد اما در عمل به دلیل جذب حرارت اضافه در سطح فلز که در اثر وجود کثیفی ها و خاک بر روی قطعه به وجود می آید, وجود شعله مشعل برای از پیش گرم کردن فلز برای ادامه برش لازم است.

برش هواگاز

تجهیزاتی که در این قسمت معرفی گردیده شده ، را می توان در یک مجموعه جهت برشکاری استفاده نمود. برش هواگاز به منظور برشکاری به وسیله هوا یا اکسیژن است که با گاز ادغام میشود.

در این روش گاز شعله ای را به وجود می آورده و که به تنهایی قادر به برش زدن فلزات نمی شود ، بلکه اقدام به گرم کردن آنان خواهد شد و مدت زمان زیادی طول خواهد کشید تا فلزات مورد نظر ذوب شوند.

فلزت برای ذوب شدن نیاز به دمای بالایی دارند که معمولا اینکار در کوره ها انجام خواهد گرفت . و در کنار این موارد نکات ایمنی باید به خوبی رعایت گردد.

ولی برای برشکاری فلزات که اغلب در تخریب ساختمان ها و همچنین فروش ضایعات آهن به چشم میخورد. اینکار به منظور کوچک کردن تیرآهن و همچنین آهن ها برای کاهش فضای کمتر یا قرار دادن در کوره انجام می گردد.

اوکسی که در زمان روشن ماندن شعله گاز ، پس از باز کردن شیر گاز اکسیژن از سرپیک باعث خواهد شد با گاز ترکیب شده و شعله ای تیز و برنده را بوجود آورد که اینکار موجب خواهد شد بتوانیم به برشکاری بپردازیم.